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東莞市宏展環境科技有限公司
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閱讀：340發布時間：2011-6-13
與傳統光源燈具的光學系統相比,LED 燈具光學系統具有如下特性：
（1）光學系統一般由LED 芯片和透鏡組成LED 單元或LED 單元陣列組成,陣列有時排列在平整的鋁基板上、也可能在突起的或凹下的成型基板上,燈具使用、或不使用透光罩。
由于 LED 單元具有2π發光的光度特性,燈具的光度系統與傳統光源燈有很大區別。
制造商根據照明需求,將多個 LED 單元或數十個LED 單元組合在基板上,而這種組合是由燈具制造商完成的,所以必須控制組合后LED 單元光色的一致性,考核LED 燈具的色空間均勻度。
（2）由于LED 的光電特性對PN 結溫度的變化非常敏感；封裝樹脂在高溫和強光照射下會快速劣化；長期的光輻射會使熒光粉的光致轉換率逐漸降低,并導致色座標會偏移。
在給出 LED 燈具壽命評價方法時,應考慮溫度的影響,并在限制色偏移的條件下,考核LED 燈具的流明維持率。
2.電氣配件
LED 驅動電源是構成LED 燈具性能優劣的關鍵要素,也是燈具選擇或設計要件之一。
LED 是2V—3V 的低電壓恒流源驅動,所以不象普通的白熾燈泡可以直接連接220V 的交流市電,必須要設計復雜的變換電路驅動LED。
LED 燈具電氣設計應考慮燈具要使用LED 特性和數量、燈具的安裝地點,以及燈具在電網中的位置來考慮電氣安全、恒流驅動、抗擾度和EMI,選擇或設計合適的LED 驅動電源。
LED 驅動電源的可選擇參數包括與內部元器件工作溫度相關的測溫點與溫度、驅動方式（恒壓型、恒流型、或恒壓恒流混合型）、功率因數、輸出電流和輸出電壓的穩定性、單一功率負載或功率范圍負載、能效等級。如是獨立式安裝,外殼防護等級、防觸電類型、浪涌和雷擊防護的適宜性也是重要參數。
除了驅動電源本身以外,它與LED 模組的電氣連接也是LED 燈具電氣系統的重要組成部分,應充分考慮這些電氣連接的安全性,包括應采用標準的連接件、充分絕緣、防觸電保護等,特別應注意的是,由于可能存在多路連接,未來保證安裝和維護是電氣連接的正確可靠,應對連接件進行識別,如電源極性標記等。
3.散熱措施
與傳統光源燈具一樣,LED 燈具也是會發熱的,LED 燈具的熱來自LED 光電轉換中的損耗以及LED驅動電源。
傳統電光源按發光原理分為典型白熾燈的熱幅射光源和熒光燈等的氣體放電光源兩大類,前者是利用物體加熱時輻射發光的原理做成的光源,而后者是在高溫和電場雙重作用下,直接激發形成分子發光,兩者的發光過程都需要熱,同時,產生的熱與發出的光一起向周圍輻射。
LED 的發光原理是在外加電能量作用下,芯片中PN 結電子和空穴的輻射復合發生電致發光,由于轉換效率的問題,zui終大概只有30％的輸入電能轉化為光能,其余70％的能量主要以非輻射復合發生的點陣振動的形式轉化熱能。需要說明是LED 發光過程中產生的熱并不是LED 達到標稱工作狀態所需要的,相反,LED 亮度輸出與溫度成反比,而且熱傳遞的方式不是輻射而是傳導。
從 LED 發光原理和熱傳遞特性考慮,與傳統燈具有很大不同的熱管理是LED 燈具散熱設計的重要任務,其目標有效地將LED 芯片的熱有效地傳導出去,并有效地控制燈具的微環境,將LED 結溫控制在可接受的范圍內。
LED 結溫是燈具光電性能的關鍵,但由于燈具中LED 結溫測量比較困難,可行的評價方法是測量與LED 結溫相關的燈具上點的溫度,如焊點、基座、燈具外殼等。通過控制這些LED 結溫相關點的溫度來控制LED 結溫。制造商需確定其燈具產品的LED 結溫相關的溫度控制點和溫度,如LED 模塊的焊點、基座、燈具外殼等等,制造商確定的這些參數應以產品信息的方式隨燈具提供。
除了 LED 以外,LED 燈具中的驅動電源也是發熱部件,為了保證具有與LED 光源協調的壽命,LED驅動電源的熱控制也非常重要,燈具應選用具有相應溫度適宜性的LED 驅動電源,如果采用內裝的驅動電源,燈具應根據其內環境溫度選擇標有相應tc 的驅動電源。選擇獨立安裝的驅動電源,則應根據安裝地可能的環境溫度選擇具有相應的tc 的電源。
4.機械部件和結構
機械的作用是通過結構設計把燈具的光學系統、電氣系統和熱系統的位置和相互關系確定下來,使燈具得以在設定的環境中固定并安全的使用。
傳統燈具的機械系統由固定光源、反射器、燈的控制裝置等部件的結構、軟纜或軟線的走線結構、密封結構、機械防護結構、燈具固定結構和燈具調節結構等部分構成,具體由燈座或光源連接器、燈座安裝支架、軟線固定架、接線端子座、載線座、密封圈、外殼、燈罩、調節手柄和燈具安裝架等組成。
由于 LED 光源的特性,LED 光源有LED 模組、自鎮流LED 模組和帶有燈頭自鎮流LED 模組等幾種形式,除了zui后一種形式以外,其他兩種LED 模組不帶有燈頭,相應的LED 燈具中沒有傳統的燈座,而是采用連接件。
5.LED 燈具的光生物安全性
LED 是窄光束、高亮度的發光器件。隨著在LED 的功效不斷增大,亮度不斷提高,尤其是在大功率白光LED 出現后,LED 光輻射對人體的危害已經引起各方面的廣泛關注。過去的LED 出射光不會對人體造成危害的時代也一去不復返了。LED 和其它光源一樣,LED 的光輻射理論上也能對人體造成危害。傷害主要發生在人的眼睛和皮膚,如皮膚和眼睛的光化學危害、眼睛的近紫外危害、視網膜藍光光化學危害、視網膜無晶狀體光化學危害、視網膜熱危害和皮膚熱危害等,而兩者之中更容易受到傷害的是眼睛。
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